转炉炉衬与炉龄.docx

5 转炉炉衬与炉龄5-1 转炉的内衬是由哪几部分组成，各部分分别砌筑何种耐火材料?镁炭砖有哪几类，其理化指 标是怎样的?转炉的内衬是由绝热层也称隔热层、永久层和工作层组成 绝热层一般是用多晶耐火纤维砌筑，炉帽的绝热层也有用树脂镁砂打结而成；永久层各部位用砖 也不完全一样，多用低档镁碳砖、或焦油白云石砖、或烧结镁砖砌筑；工作层全部砌筑镁炭砖， 砌筑工作层的镁炭砖有普通型和高强度型，我国已制定了行业标准5-2 什么是综合砌炉？ 采用综合砌炉后，整个炉衬砖的蚀损程度比较均衡，可延长炉时的整体使用寿命1) 炉口部位应砌筑具有较高抗热震性和抗渣性、耐熔渣和高温炉气冲刷，并不易粘钢，即使 粘钢也易于清理的镁炭砖2) 炉帽部位应砌筑抗热震性和抗渣性能好的镁炭砖有的厂家砌筑 MTl4B 牌号的镁炭砖3) 炉衬的装料侧砌砖除应具有高的抗渣性和高温强度外，还应耐热震性好，一般砌筑添加抗 氧化剂的镁炭砖；也有的厂家选用 MTl4A 镁炭砖4) 炉衬的出钢侧砌砖受热震影响较小，但受钢水的热冲击和冲刷作用常采用与装料侧相同 级别的镁炭砖，但其厚度可稍薄些5) 两侧耳轴部位砖衬除受吹炼过程的蚀损外，其表面无渣层覆盖，因此衬砖中碳极易被氧化， 此处又不太好修补，所以蚀损较严重。

应砌筑抗氧化性强的镁炭砖，可砌筑 MTl4A 镁炭砖6) 渣线部位衬砖这个部位与熔渣长时间接触，是受熔渣蚀损较为严重的部位出钢侧渣线随 出钢时间而变化，不够明显；但排渣侧，由于强烈的熔渣蚀损作用，再加上吹炼过程中转炉腹部 遭受的其他作用，这两种作用的共同影响，蚀损比较严重因而需要砌筑抗渣性良好的镁炭砖， 也可选用MTI4A镁炭砖7) 熔池部位也有称其为炉缸与炉底在吹炼过程中虽然受钢水的冲蚀作用，但与其他部位相比，损坏较轻可选用碳含量较低的MTI4B镁炭砖若是复合吹炼转炉，炉底也可砌筑MTI4B 镁碳砖5-3 出钢口砌筑哪种耐火砖，更换方式有哪两种? 出钢口受高温钢水冲蚀和温度急剧变化的影响，损毁较为严重，因此应砌筑具有耐冲蚀性好、抗 氧化性高的镁炭砖一般都采用整体镁炭砖，或组合砖如MTI4A镁炭砖，使用约200炉就需更 换更换出钢口有两种方式，一种是整体更换；一种是重新做出钢口重新做出钢口时，首先清理原 出钢口后，放一根钢管，钢管内径就是出钢口尺寸，然后在钢管外壁周围填以—侯砂并进行烧结5-4 对炉衬砖的砌筑有什么要求?转炉炉衬的砌筑质量是炉龄的基础因此，首先炉衬砖本身的质量必须符合标准规定；然后严格 按照技术操作程序砌筑，达到整体质量标准要求。

1) 工作层要采用综合砌炉2) 砌筑时必须遵循''靠紧、背实、填严〃的原则，砖与砖尽量靠紧，砖缝要小于等于1mm,上 下的缝隙要小节等于2mm，但必须预留一定的膨胀缝；缝与间隙要用不定形耐火材料填实、捣 紧；绝热层与永久层之间，永久层与工作层之间要靠实，并用镁砂填严3) 炉底的砌筑一定要保证其水平度4) 砌砖合门位置要选择得当，合门砖应使用调整砖或切削加工砖，并要顶紧；砖缝要层层错开， 各段错台要均匀5) 工作层用干砌，出钢口可以用湿砌；出钢口应严格按技术规程安装、砌筑6) 下修转炉的炉底与炉身接缝要严密，以防漏钢5-5 转炉炉衬损坏的原因有哪些?转炉炉衬损坏原因主要有：(1) 机械作用加废钢和兑铁水对炉衬的冲撞与冲刷，炉气与炉液流动对炉衬的冲刷磨损，清理 炉口结渣的机械损坏等2) 高温作用3) 化学侵蚀(4) 炉衬剥落尤其是反应区的高温作用会使炉衬表面软化、熔融 高温熔渣与炉气对炉衬的氧化与化学侵蚀作用比较严重 由于温度急冷急热所引起炉衬砖的剥落；以及炉衬砖本身矿物组成分解引起的层 这些因素的单独作用，或综合作用而导致炉衬砖的损坏5-6 转炉内衬工作层镁炭砖蚀损的机理是怎样的? 转炉内衬的工作层全部砌筑镁炭砖。

镁炭砖中含有相当数量的石墨碳，它与熔渣的沮湿性较差， 阻碍着熔渣向砖体内的渗透，所以镁炭砖的使用寿命长镁炭砖的蚀损机理如下：据对镁炭砖残砖的观察，其工作表面比较光滑，但存在着明显的三层结构工作表面有1~3mm 很薄的熔渣渗透层，也称反应层；与反应层相邻的是脱碳层，厚度为0.2〜2mm，也称变质层; 与变质层相邻的是原砖层其各层化学成分与岩相组织各异镁炭砖工作表面的碳首先受到氧化性熔渣TFe等氧化物、供入的02、炉气中CO2等氧化性气 氛的氧化作用，以及高温下MgO的还原作用，使镁炭砖工作表面形成脱碳层其反应式如下： FeO+C—CO t +FeC02 t +C—2CO tMgO+C—Mg+COt砖体的工作表面由于碳的氧化脱除，砖体组织结构松动脆化，在炉液的流动冲刷下流失而被蚀损； 同时，由于碳的脱除所形成的孔隙，或者镁砂颗粒产生微细裂纹，熔渣从孔隙和裂纹的缝隙渗入， 并与 MgO 反应生成低熔点CMS(CaO・MgO・SiO2)、C3MS2(3CaO・MgO・2SiO2)、 CaO・Fe2O3、FeO及MgO・Fe2O3固溶体等矿物起初这些液相矿物比较黏稠，暂时留在方 镁石晶粒的表面，或砖体毛细管的入口处。

随着反应的继续进行，低熔点化合物不断地增多，液 态胶结相黏度逐渐降低，直至不能粘结方镁石晶粒和晶粒聚合体时，引起方镁石晶粒的消融和镁 砂颗粒的解体因而方镁石晶粒分离浮游而进入熔渣，砖体熔损也逐渐变大熔渣渗透层(也称 变质层)流失后，脱碳层继而又成为熔渣渗透层，在原砖层又形成了新的脱碳层基于上述的共 同作用砖体被熔损镁炭砖通过氧化一脱碳•冲蚀，最终镁砂颗粒漂移流失于熔渣之中，镁炭砖就是这样被蚕食损坏 的由此可见，要提高镁炭砖的使用寿命，关键是提高砖制品的抗氧化性能5-7 提高转炉炉龄可有哪些措施?(1) 应用溅渣护炉技术，充分发挥护炉效果2) 优化转炉冶炼工艺，提高自动化水平，提高终点控制的命中率，减少后吹，控制合适的终点 渣成分和出钢温度，少出高温钢等3) 加强日常炉衬的维护，及时测量炉衬厚度做好喷补，搞好动态管理4) 采用优质材质的炉衬砖、综合砌炉、确保炉衬的修砌质量等5-8 日常生产中采用哪些方法维护转炉炉衬? 溅渣护炉是日常生产中维护炉衬的主要手段，此外还要根据炉衬砖蚀损的部位和蚀损程度确定其 他维护方法一般用补炉料或补炉砖修补、喷补技术等对炉衬进行维护，以保持转炉的合理内型 例如，炉底的维护以补炉为主，根据激光测量仪所测定残砖厚度，确定补炉料的加入数量及烘烤 时间；补炉料为镁质冷补炉料或补炉砖。

炉身的装料侧可采用喷补与补炉料补炉相结合维护；耳 轴及渣线部位只能采用喷补维护；出钢口根据损坏情况整体更换或用补炉料进行垫补炉帽部位 在正常溅渣条件下可不喷补，需要时可采用喷补维护5-9 转炉炉衬在什么情况下采用喷补技术? 炉衬有局部损坏又不宜用补炉料修补时，如耳轴部位损坏，可采用喷补技术对局部蚀损严重的 部位集中喷射耐火材料，使其与炉衬砖烧结为一体，对炉衬进行修复 喷补方法有干法喷补、半干法喷补和火焰喷补等，目前多用半干法喷补料5-10 由哪几部分组成，对喷补料有什么要求? 喷补料由耐火材料、化学结合剂、增塑剂和少量水组成1)耐火材料用冶金镁砂，其MgO含量在90%以上、CaO含量2%左右并要求3(CaO)/ 3(SiO2) >1.8、其他氧化物如AI203、Fe203等总含量应小于1.5%并要有合适粒度配比3) 结合剂能快速固化达到最佳的粘结效果，可用固体水玻璃，即硅酸盐(Na2O・ nSO2)、也 可用铬酸盐、磷酸盐(三聚磷酸钠)等此外还可加入适量羧钾基纤维素 喷补料的用量视损坏程度确定，喷补后根据喷补料的用量确定是否烘烤及烘烤时间 对喷补料的要求是：(1) 有足够的耐火度，能承受炉内高温的作用。

2) 喷补时喷补料能附着于待喷补的炉衬上，材料的反跳和回落要少3) 喷补料的附着层能与待喷补的红热炉衬表面很好地烧结、熔融为一体，并具有足够的强度4) 喷补料附着层能承受高温熔渣、钢水、炉气及金属氧化物蒸气的侵蚀5) 喷补料的线膨胀率和线收缩率要小，最好接近于零，否则因膨胀或收缩而产生应力，致使喷 补层剥落6) 喷补料在喷射管中流动通畅5-11 什么是溅渣护炉技术?利用MgO含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣，通过高压氮气的吹溅，使其在炉衬表面形成一 层高熔点的熔渣层，并与炉衬很好地粘结附着，称为溅渣护炉技术通过溅渣形成的溅渣层其耐 蚀性较好，同时可抑制炉衬砖表面的氧化脱碳，又能减轻高温熔渣对炉衬砖的侵蚀冲刷，从而保 护炉衬砖，提高炉衬使用寿5-12 溅渣护炉技术对炼钢终渣有哪些要求? 溅渣护炉对熔渣的成分和黏度有一定的要求，黏度又与成分和炉温有关对熔渣成分要求主要是碱度、(TFe)和(MgO)含量终渣碱度一般都在3以上TFe)含量决定 了熔渣中低熔点相的数量，也影响着熔渣的熔化温度在一定条件下，(TFe)含量较低，熔渣中 低熔点相的数量较少，而高熔点固相质点数量较多，此时熔渣黏度随温度变化十分缓慢。

这种熔 渣溅到炉衬表面能够提高溅渣附着层耐高温性能，对保护炉衬有利终渣 TFe 含量的高低取决 于终点碳含量和是否后吹若终点碳含量低，渣中 TFe 含量相应就高些，尤其在出钢温度高时 影响溅渣效果熔渣的成分不同，(MgO)的饱和溶解度也不一样实验研究表明，(MgO)的饱和溶解度随碱度 的提高而有所降低；随(TFe)含量的增加，(MgO)饱和溶解度也有变化研究还表明，终点温度 为1685°C时，碱度在3.2，熔渣(MgO)饱和溶解度在8%左右在高碱度下，熔渣中的TFe 含量对(MgO)的饱和溶解度的影响不明显通常溅渣护炉要求炼钢终渣 MgO含量为8%〜 10%5-13 溅渣附着层为什么能起到保护炉衬的作用? 溅到炉衬表面的熔渣附着层是由多种矿物组成，当温度升高时，低熔点矿物首先熔化，与高熔点 相相分离，并缓慢地从溅渣附着层流淌下来，熔入高温熔渣之中，残留于炉衬表面的溅渣附着层 均为高熔点矿物，这样反而提高了附着层的耐高温性能，这种现象称为熔渣的分熔现象，也称选 择性熔化；熔渣附着层同时还与炉衬砖耐火材料发生着化学反应；就这样溅渣—分熔—再溅渣过 程往复循环，在炉衬砖表面逐渐地形成了溅渣层。

溅渣层的成分与终渣、炉衬砖耐火材料的成分 都有明显区别采用高(TFe)含量的熔渣溅渣时，溅渣层的成分是MgO为主相， MF(MgO・Fe2O3)为胶合相，还有少量的 C2S(2CaO・SiO2)、C3S 和 C2F(2CaO・Fe203) 均匀地分布于基体中；若采用低(TFe)含量的熔渣溅渣时，碱度高，溅渣层中CaO和MgO成分 富集，溅渣层是以C2S和C3S为主相，其次是小颗粒的MgO结晶，C3F(3CaO・Fe2O3)、 C2F 为胶合相由此可见，溅渣层均为高熔点化合物由此推论，溅渣层经过多次溅渣—选择性熔化—再溅渣，其表面低熔点化合物含量明显降低，残 留成分均为高熔点矿物，因而溅渣层可以起到保护炉衬的作用5-14 溅渣附着层为什么会被蚀损?实验研究表明，溅渣层抗熔损能力与溅渣层中 TFe 含量有关 TFe 含量越高，溅渣层越容易熔 损在TFe含量相同的条件下，MgO含量高，溅渣层抗熔损能力更强些溅渣层经过溅渣一分 熔后，其熔化温度很高在吹炼初期，虽然熔渣碱度较低RS2.0,炉温又不高，在1450〜1500°C，但(MgO)含量接近 或达到饱和溶解度值，所以对溅渣附着层的熔损并不严重；溅渣层的蚀损主要发生在吹炼后期， 虽然熔渣碱度较高，R=3.0〜4.0, (MgO)含量也超过了饱和溶解度值，但(TFe)含量也高，尤 其在吹炼低碳钢种或后吹时，(。